丙二醇醚合成催化精馏工艺.pdf

本发明涉及丙二醇醚合成的工艺方法，特别是关于丙二醇甲醚的催化精馏方法。
    目前，丙二醇醚生产工艺是将环氧丙烷与醇类，例如甲醇、乙醇等进行合成反应，工业上采用以BF为催化剂的釜式间歇反应器，由于醇与环氧丙烷反应生成的产物丙二醇醚与原料环氧丙烷还可以继续不断反应生成二丙二醇醚及多聚二醇醚，为了抑制多聚二醇醚的生成，加料采用高的醇与环氧丙烷克分子浓度比，这样在环氧化物反应完全后产物丙二醇醚浓度较低，需要在反应器后装置原料醇回收塔，从回收塔塔顶回收原料醇供循环使用，塔釜再进入产品精馏塔，其中塔顶为丙二醇醚产品，塔釜物料再经副产品精馏塔，分别由塔顶和塔底得到的二丙二醇醚和高分子量产物，由于醚的合成反应为放热反应，在反应器进行反应时必须将反应热移走，维持合适的反应温度，用液体作催化剂的釜式间歇反应，其流程复杂，设备腐蚀严重，污染环境，费用高。日本专利昭和54-106409采用分子筛固体催化剂，在管式固定床反应器中，在乙醇与环氧丙烷克分子浓度比为7的情况下，丙二醇甲醚的选择性约90.5%，一般进行连续式反应都采用管式或绝热式固定床反应器，虽然使间歇操作成为连续操作，但没有解决多聚二醇醚的生成，为了抑制多聚二醇醚又都采用比化学计量系数大得多的醇与环氧丙烷比例加入，产物最终浓度较低，增加了后续分离的负荷，同时，为了在一定温度下反应，在反应时放出的热量也需要移出，而分离时又需另外加入热量，以达到产品与原料的分离目的，这样，仍然存在着工艺流程复杂，能耗高，成本大的缺点。

    本发明的目的是克服上述生产过程的不足之处，提出一种在环氧丙烷与醇类合成过程中，一边进行合成反应，一边将原料同生成的产物丙二醇醚进行分离，抑制产物进一步与环氧丙烷反应，使进入的物料醇与环氧丙烷处于接近或等于化学计量系数比例下，以达到高反应转化率，高选择性以及反应过程放出的热量充分利用的目的。

    本发明的目的是通过以下的技术方案而实现地，其特征在于在反应器内催化反应与精馏过程同时进行，固体催化剂改性氧化物放置在反应区（3）波纹金属丝网填料中，较低沸点的原料环氧丙烷（1）由反应区下端加入，另一种较高沸点原料醇（2）出反应区中端加入，环氧丙烷与醇类的克分子浓度比为1∶1.04-1.1，物料进入后重组分往塔下部富集，而轻组分往塔上部富集，达到原料和产物不断分离，这样抑制产物丙二醇醚与环氧丙烷继续反应提高了选择性，塔顶组分（5），通过冷凝器（6），全回流进入反应器使塔顶无出料，减少了产品的损失，在催化精馏塔内，各反应物的浓度不同于进料浓度，进料可在接近或等于化学计量系数要求，而在反应区上却仍能造成某反应物的过量，有利于选择性提高，同时又达到完全反应的目的，产物丙二醇醚的沸点高，在有催化剂的反应段越往下部，浓度越高，再经过提馏段，浓度进一步提高，在塔釜仅含极少量原料的产物，浓度接近94%以上，反应过程同精馏过程在同一设备上进行，使反应简化了流程，精馏过程所需的热量可以利用反应放出的全部热量，节约了能耗。

    附图1为催化精馏工艺流程示意图。

    图中所示为环氧丙烷（1），醇类（2），反应区（3），丙二醇醚（4），塔顶组份（5），冷凝器（6），塔顶组份回流液（7），提馏段（8），塔釜（9），催化精馏塔（10）。

    实施例1

    在直径为50毫米催化精馏塔（10）内，反应区高250mm，在不锈钢丝网填料内装248克23MM固体催化剂改性二氧化二铝，反应区下面作为提馏段（8），高为600MM，装有不锈丝填料，反应区上端加入甲醇（2），流量5.4mol/HR，反应区下端加入环氧丙烷（1），流量5.6Mol/HR，维持塔釜（9）温度T＝160℃，稳定后，塔釜产出产品丙二醇甲醚（4）的浓度为94.1%，丙二醇甲醚选择性98.9%。

    实施例2

    甲醇流量为6.6mol/hr，环氧丙烷流量为7.3mol/hr，维持塔釜温度t＝152℃，其它同实施例（1），产品丙二醇甲醚浓度为95.0%。

    实施例3

    乙醇流量为5.5mol/hr，环氧丙烷流量为5.7mol/hr，维持塔釜温度t＝181℃，其它同实施例（1），产品丙二醇乙醚浓度为94.2%。

    实施例4

    乙醇流量为6.3mol/hr，环氧丙烷流量为5.7mol/hr，维持塔釜温度t＝169℃，其它同实施例（1），产品丙二醇乙醚浓度为94.8%。